BIM技術在市政道路設計中的應用

孫 超

上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司昆明分公司，云南 昆明 650000

近年來，我國市政道路建設開始進入高速發展階段，不僅使人們日益增長的出行需求得到切實滿足，同時推動了城市和社會發展。但從傳統市政道路設計情況來看，守舊及落后的規劃和設計模式已經無法適應城市多功能及智慧化的發展步伐，導致道路設計難以滿足人們實際需要，而在市政道路設計中應用BIM技術，能取得更優的市政道路規劃設計效果。由此可見，針對市政道路設計中BIM技術的應用進行探討十分必要。

1 BIM技術概述

BIM技術即建筑信息模型，該技術整合了多方面內容，如三維數字技術、建筑專業知識等。BIM技術主要是在近年來得到快速發展，該技術理念最初在二十世紀七十年代被提出，與此同時，BIM技術最初僅應用于建筑方面，目前BIM技術的應用范圍已經逐漸拓寬，其應用水平也越來越高[1]。在市政道路設計中應用BIM技術，可在施工及后續維護方面起到的積極作用，該技術主要是以模型為出發點，能豐富數據信息，為工作人員整理和分析數據提供幫助。此外，應用該技術也能整合并協調各參與方工作，加強各方之間的溝通，從技術角度促進工作效率及質量的大幅度提升。

BIM技術具有如下特點：

（1）三維立體化。與傳統設計模式相比，應用BIM技術設計圖形能呈現三維立體圖形，在建立三維立體圖形的基礎上，視覺感較強，且以三維立體圖形為指導，能促進工作效率的大幅度提升，進而順利開展各方面的工作。

（2）信息化。在市政道路設計中應用BIM技術，信息化特征尤為顯著，因設計工作開展時需要詳細記錄各種數據，與傳統設計相比，應用BIM技術開展設計工作會有不同的側重點，會更加重視架構描述方面。

（3）高端化。BIM技術屬于高科技產物，應用BIM技術能借助三維圖形方式呈現各種設計圖，也能夠詳細記載并分析設計中應用的各種工程材料和施工工序等數據，可見高端化特征尤為顯著。

（4）交互性。借助BIM技術能對BIM軟件的相關內容進行讀取，便于設計人員有效對接其他相關工作人員的工作，故BIM技術具有較強的交互性。

2 BIM技術在市政道路設計中的應用優勢

（1）發揮政策保障作用。從當前BIM技術應用情況來看，高頻次的應用使BIM的優勢越來越凸顯，而在市政道路設計中BIM技術的應用價值更是尤為顯著。BIM技術一般應用于成本預算、場地分析、三維協調等方面，該技術能夠有機結合相關政策，進而在政策支持下保障市政道路設計工作規范且有序地開展[2]。BIM技術的不斷發展能推動市政道路設計的良性循環發展。

（2）提升修改工作效率。市政道路設計過程經常會出現的一個問題就是設計變更，而借助BIM技術能夠快速修改圖紙內容，并利用模型來體現修改后的數據，大幅度提高設計效率，設計人員能夠及時結合修改后的數據進行道路設計，這一過程避免了在修改方面浪費大量時間的現象。此外，借助BIM技術，能實現全面信息的獲取，也能直觀呈現信息和功能，并且依托先進數字技術、信息技術構建，BIM技術能將詳細報表清單提供給用戶，并以龐大數據庫為出發點，圍繞用戶所需信息進行提取，為信息及時更新提供保障。

（3）精確計算分析。市政道路設計的工作量巨大，為了促進工作量計算精確度有效提升，一般會選擇斷面法計算不同的工程量，但地形不平坦時并不適合應用斷面法，原因在于此時應用斷面法計算產生的誤差較大，會影響計算結果的準確性[3]。此時就可應用BIM技術，使傳統斷面法存在的不足得到有效彌補，同時應用BIM技術可精確計算每一個工程量，也能提供每一個子模塊的幾何數據信息，確保信息與實際情況相符。應用BIM技術進行具體計算時，以路基設計曲線和地形曲線為主要依托信息，且地形條件等因素不會影響BIM技術的應用，能為計算結果準確性、運算效率提供全面保障。

（4）優化設計。依托BIM技術開展設計工作，能確保設計方案更加合理、切實可行，也能改善當下市政道路運行情況，優化道路工程。為了促進信息準確性的有效提升，需要設計人員積極應用先進技術，為設計提供輔助作用，借助BIM技術改善復雜市政道路現狀，使設計流程得到有效優化，切實規避各種不利因素的影響；與此同時，應用BIM技術還能夠結合設計進行投資回報分析，正確梳理設計變化和投資回報的關系。

3 BIM技術在市政道路設計中的具體應用

（1）地形圖處理。市政道路設計過程尤為重要的工作內容之一就是地形圖處理，在該環節中引進BIM技術一般是以二維圖和三維地形圖的應用為主。從二維地形圖方面進行分析，應標注高層點位置，原因在于該類地形圖高程數為零；從三維地形圖方面進行分析，一般會選擇應用Z坐標圖塊來表示高程點，原因在于Z坐標圖塊展現的高程點標高能夠切實符合實際情況。曲面圖標創建的過程中，首先要凍結并反選高程點以外的圖層，然后進行曲面圖標的創建，基于對話框中圖層及名稱的選擇，確定曲面具體類型，此時就能夠成功創建曲面圖標。為了完整創建曲面圖，還應確定曲面屬性、圖形對象及所有高層點，使曲面信息得以全面展現。

（2）道路中心繪制。市政道路設計過程，中心線繪制也屬于設計工作中的重要工作內容，道路中心線具體繪制過程中面臨的影響因素較多，因此中心線繪制時需要全面了解各種影響因素。為了避免多種因素給道路中心線繪制的合理性造成影響，確保準確確定線位，可引進BIM技術，借此有效規避各種影響因素，為合理設計提供保障。應用BIM技術可模擬市政道路中心線會繪制，實現實景模擬試驗效果，在這一模擬環境中一旦發生問題，就可借助技術準確判斷問題，并制訂對應的解決方案。與此同時，借助BIM技術選擇擬合作業模式，充分明確緩和曲線及圓曲線半徑等多個要素，再合理調整上述要素，進而為確定合適的線位提供保障。

（3）道路縱斷面設計。市政道路設計中的重要環節還包含縱斷面設計，該項設計工作也可借助BIM技術。首先，設計人員應以原有地面線文件的確定為出發點，以原地面線為依據進行拉坡線繪制工作，為了保障設計需求能夠得到滿足，應在拉破線優化方面加大力度，確保拉坡線能夠有機結合曲線設計文件等，保證有效形成完整的縱斷面設計圖。其次，為了使設計難度大幅度降低，設計人員應通過應用三維地形有效設計地面線，再與實際情況充分結合并進行優化和改進，直至中心線與實際情況相符方可停止，在此背景下，地面線可自動更新，使設計難度降低的同時，也利于設計步驟的簡化。最后，完成地面線設計后，拉坡線設計方可開展，設計拉坡線時往往會涉及眾多指標，如坡度及坡長等參數，因此為了合理設計拉坡線，應與縱斷面繪制工作相結合，圍繞指標進行對比，對比過程發現有指標不合格時，注意及時改進，修改過程應以縱斷面布局參數命令為依據，保障修改方式的科學性，借此順利完成設計工作，使各要素與實際情況相符。

（4）道路橫斷面設計。橫斷面設計過程可依托Civil 3D程序。①創建道路裝配，應用該軟件能充分明確各部件，也利于組合的優化，實現更加合理的道路裝配效果；在建立道路模型的前期，應注意明確裝配名稱，通常都是以裝配指令為依據進行確定。②插入豎線，該豎線應以圓形為標記，并為該豎線位置準確提供保障，以此當作裝配基準線進行應用。③為了保障裝配工作能夠順利結束，可選擇部件工具板相關選項應用，此外，為了確保設計效果更加理想，應注意明確橫斷面標準，與實際情況結合，陸續添加所需裝配，為橫斷面設計進一步符合實際情況提供保障。

4 結束語

市政道路項目的經濟效益、社會效益十分關鍵，而要想充分發揮項目各方面的作用，必然與科學的設計規劃密不可分。對此，文章具體探討了市政道路設計中BIM技術的具體應用，希望能促進該技術的進一步發展，確保道路設計符合城市建設需求及社會現代化發展要求。